[发明专利]气体发生器

说明书

本发明涉及提供一种气体发生器，通过改变过滤器的结构和布局以及产气药的配方和药型实现分阶段燃烧，从而提高过滤器的过滤效率，降低气体发生器初期的输出斜率，实现气体发生器的尺寸小、重量轻、工作可靠；此外通过对气体发生剂组合物配方的设计，采用锆酸盐、硅酸盐或者锆酸盐与硅酸盐的混合物作为成渣剂，与其余组份配合，使药片燃烧后能够凝结、团聚在过滤网内，非常好的保持燃烧前的形态，完全避免燃烧后药片熔融飞溅烧伤气袋，使气体发生剂组合物燃烧期间的造渣提高了至少50％。

技术领域

本发明涉及一种气体发生器，属于汽车安全气囊气体发生器技术领域。

背景技术

汽车安全气囊气体发生剂是作为一种产气药剂装入气体发生器中，需要的时候引发，产生大量的气体。安全气囊由气体发生器和气袋组成。一般碰撞超出预设强度时，气体发生器被激活触发，开始燃烧内部的气体发生剂产生气体，向气袋充气，在内饰和人体之间形成一个缓冲气垫，保护人体免受伤害。

气体发生剂前期主要是叠氮化钠类型的气体发生剂配方，此配方具有燃烧稳定、燃温低、易点火、内压低、产气率高、残渣少等很多优点。但是由于环保、对于人体健康安全方面的问题，现在很少用在汽车安全气囊方面。

目前世界范围内主流的气体发生剂为硝酸胍和碱式硝酸铜类气体发生剂，硝酸胍作为主要燃料，碱式硝酸铜作为主要氧化剂。这类气体发生剂的燃温普遍较高，燃烧后碱式硝酸铜主要生成熔融的铜金属，这导致通常需要多层金属过滤网对其进行过滤和降温，将其留在发生器内部。一方面金属过滤网重量增加会导致成本增加和发生器重量增大；另外一方面，即使使用多层过滤网也不能过滤所有残渣，少部分残渣可以通过过滤网烫伤气袋，更严重的会烫伤人体。

所以解决方式一般为：1.减少碱式硝酸铜的使用量，从而减少气体发生剂组合物燃烧后形成的熔融铜残渣；2.在组合物配方中加入形态保持剂。形态保持剂一般为高熔点物质，起到增大熔融残渣粘度和作为药片骨架维持自身形状的作用。

钛酸锶是一种高熔点的金属化合物。之前在安全气囊气体发生剂领域也有使用，例如专利CN105801326A就是主要含有硝酸胍、碱式硝酸铜、钛酸盐的气体发生剂配方。但是该专利使用钛酸盐作为形态保持剂，对形态保持作用并不明显，不能起到很好的燃烧形态保持作用，尤其是对于碱式硝酸铜含量大于40％，硝酸胍含量大于40％的气体发生剂更不能起到很好的燃烧形态保持作用，并且该气体发生剂配方不容易被点燃。

例如专利CN100376515C公开了一种产气组合物，包括硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂硝酸钠、氧化铜及氧化铁，以及点火改良剂(三氧化二铝、氯化铜、铬酸铜、铬酸钾)，采用点火改良剂使的产气组合物更易于点火，点火延迟期短，但是三氧化二铝一般用于残渣结团，对于点火改良作用不大；氯化铜为弱氧化剂点火改良作用不大；铬酸铜、铬酸钾都是含铜类的强氧化剂，能起到一定的点火改良作用，但是均会增加残渣含量，铬酸铜增加不溶残渣含量，铬酸钾增加可溶残渣含量，且含碱金属钾类的物质燃烧后会形成可溶性的气溶胶微粒，对残渣结团不利。

再例如专利US5827996A公开了一种气囊用气体发生剂，包括燃料采用唑类或其金属盐，氧化剂，燃烧催化剂，控制燃烧剂和造渣剂，燃料采用唑类和金属盐，造渣剂是固化气体发生剂的燃烧残留物的添加剂，从而有利于气囊中的过滤器除去残留物，但是该专利适用于唑类作为燃料的配方，该类配方燃温比硝酸胍碱式硝酸铜类型配方高的多，即使加入造渣剂药片形态也不能很好保持。

此外专利CN101952227B公开了一种制备气体发生剂的方法，添加了硝酸胍、碱式硝酸铜、辅助氧化剂(例如硝酸钾、硝酸锶和硝酸钠)、燃速调节剂(高氯酸钾)、熔渣促进剂(二氧化硅、氧化锌、氧化铵、氧化铝)、压片脱模助剂兼形态保持协同助剂B(石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼)，该专利所用制粒方式为喷雾制粒方式，喷雾制粒与湿法制粒相比能耗较高；另外，该专利所用熔渣促进剂主要来之金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化铈，金属氧化物作为熔渣促进剂可以起到一定的促进熔渣结团作用，但是对于药片形态保持作用并不明显。